止まっているものが動き始め，そこにあるはずのないも のが見えてくる．錯視という知覚現象は，自身が知覚して いるものは物理環境と異なるものであるということを，体 験として示してくれる．錯視は，一定のルールに基づき， 多くの人に対して同時に驚きを与えることができるため， 科学館＊1や美術館＊2だけでなく，感覚体験型の展示1）， 出版物2），テレビ番組でも取り上げられ，近年，多くの人 に親しまれるようになった．錯視を見せることを目的とし たデザインも試みられ3），＊3，その裾野は大きく広がってい る4），＊4,．そして，錯視はその体験自体を楽しむというだけ でなく，何らかの目的を実現するための有効なツールでも ある．人間の知覚メカニズムを明らかにするという視点か ら考えると，錯視は知覚と物理環境の相異を明確な形で表 し，知覚メカニズムの構成要素，本質を浮き彫りにする重 要な実験刺激である．芸術の表現手法としても古くから利 用されてきた＊5．また，社会生活の中では，情報提示装置 の提示原理のなかに組み込まれ，その提示能力を飛躍的に 向上させている．教育という視点からも，自身の感覚と環 境との関係性を学び，再発見するための教材として使用す ることができる．これまで，錯視の科学・芸術分野での利 用については，多くの事例があり，それらへの言及も多 い．そこで，本稿では，工学の視点から情報提示原理とし ての錯視，教育の視点から創作体験型学習の教材としての 錯視について，その利用例を紹介する． 1. 情報提示技術と錯視 視覚情報提示技術において，提示原理に人間の知覚特性 や錯視を利用することは，少ないエネルギーで提示能力を 拡大することにつながる．その代表的な技術として，二次 元静止画像のなかの空間歪みを視点情報と組み合わせて三 次元情報を提示する技術や，眼球運動や画像の運動情報を 利用して一次元光源で二次元情報を提示する技術が存在す る．錯視を利用し，その提示情報の次元を拡張すること は，錯視のメリットを利用した最たるものであり，情報提 示技術に大きな効率性をもたらしている．以下，それらの 次元拡張型視覚情報提示技術について述べる． 1. 1 射影復元による情報提示技術 二次元画像によって三次元情報を提示する一番単純な方 法は，網膜上に投影される二次元平面を復元し，そのまま 提示することである．「遠近法」と呼ばれる描画手法は， ある位置から見た三次元環境を前額平行面上の描画面に写 し取ったものである．ただし，この手法では視点の正面に 情報提示面が固定され，その位置を外れると知覚像は歪ん でしまう．一方で，遠近法を逆に使った，正面から見ると 歪んで見え，提示面の端から眺めたときだけ正しく見える 「アナモルフォーズ」（歪像画）と呼ばれる描画手法があ 99（35） 39 巻 2 号（2010）
最近の技術から
錯視が解き明かす視覚メカニズム
錯視を使った情報提示技術・創作体験型学習
渡 邊 淳 司
Information Presentation and Experience-Based Learning Using Visual Illusions
Junji WATANABERecently people become aware of visual illusions through mass communication media. In consideration of its spreading to the general public there is a need to show, not only the perceptional experience of the illusions, but also the possibilities of applying the illusions to the daily life. In this paper, I will intro-duce the effective ways of using visual illusions for information presentation and experienced-based learning.
Key words: visual illusion, visual display, workshop
る．絵を端から見たときなど，明らかな奥行き手がかりが 存在しないときに，情報提示面として物理的には存在しな い前額平行面を仮定し，そこに網膜像を射影して知覚像を 構成するものである．これは，人間の視覚システムが，二 次元網膜像をよりもっともらしい三次元環境の射影として 考える特性を利用している．近年，このアナモルフォーズ と同様の仕組みを利用した広告が，J リーグのサッカー中 継で利用されている＊6．この広告は「90° システム広告」と 呼ばれ，四辺形のシートに歪んだ広告画像を印刷して地面 に敷くものである．そのシートをテレビ画面を通して見る と，立体的に，あたかも 90 度に立って見える．その基本 原理は，図 1 にあるように，メインスタンドのテレビカメ ラ位置を視点とした一種のアナモルフォーズである．通 常，看板を立てることができないゴール両脇に敷かれてい ることが多く，非常に目立つ広告であるとともに，その シートの上を現実世界の選手やサッカーボールが通り抜け たときの知覚的驚きも新鮮である． 1. 2 時空間統合による情報提示技術 次に，異なる時間に提示された視覚情報が，脳内の情報 処理によって 1 つの知覚像として統合される特性を利用し た次元拡張型情報提示技術について述べる．その最も単純 な例は，図 2（a）にある，一次元光源を物理的に高速移動 させ，その位置で提示したい点滅パターンで光源を光らせ る技術である．ある一定時間内に提示された一次元情報群 が，ひとつの二次元イメージとして知覚されることを利用 しており，光源をモーターで移動させる方式や手で振る方 式など，いくつかの方式が実現されている． また，上記の技術とは逆に，図 2（b）のように，一次元 光源自体は固定し，その前で観察者がサッカードと呼ばれ る眼球運動を行い，その間に点滅パターンを高速で時間変 化させると，一次元の点滅パターンが網膜上で空間パター ンに展開されて，二次元イメージが知覚される5）, ＊7．一般 にサッカード中の知覚は抑制され，知覚可能な解像度等が 下がることが示唆されているが，背景輝度が低く，光点刺 激のコントラストが確保できる場合は，文字など複雑な画 像も知覚可能である．この情報提示技術の特徴として， モーターなど駆動装置を必要とせず，一次元の光源のみで 二次元イメージが提示可能なため，光源のコストや消費エ ネルギーが抑えられる．さらに，十分暗い環境においてな らば，一瞬ではあるが，空中や水中等の投影面のない空間 に対しても情報提示が可能になる． 上記 2 種類の情報提示技術は，光源の運動もしくは眼球 運動によって，網膜上に二次元像を描くものであったが， 網膜上で光源を物理的に移動させなくとも，運動知覚が生 じるだけで，一次元光源群で二次元情報を提示することが 可能である＊8．図 1（c）のように，一次元光源群をスリッ ト状に配置し，それらをあたかもその後ろで二次元イメー ジが移動するように点滅させると，観察者はスリット向こ うで運動する物体を想定し，それに沿って異なる時間に提 示された形態情報を統合して，光源の存在しない部分も含 めて二次元イメージを知覚する．この知覚は眼球を動かさ なくとも生じ，スリット向こうに推定される運動情報が形 態情報や色情報の統合に重要な役割を果たすことが示され ている6，7）．この情報提示技術は，物体の運動が知覚され れば安定した情報提示が可能であり，光源の配置もスリッ ト状だけでなく，網目状＊8や文字の形＊9などさまざまなバ リエーションがある． 2. 創作体験型学習と錯視 最後に，創作体験型学習という視点から，ワークショッ プにおける錯視の利用について紹介する．ワークショップ （workshop）とは，参加者自らが自発的に作業をし，体験 のなかから何らかの原理や手法を発見し，学ぶ場である． 自ら主体的に，創作，観察，発見の過程にかかわることが 重要視される．これまでも，錯視を利用して人間の知覚に ついて学ぶワークショップは行われてきたが，その多くは 100（36） 光 学 図 2 時空間統合による次元拡張型情報提示技術．（a）光源移 動を利用，（b）眼球運動を利用，（c）運動知覚を利用． 図 1 射影復元を利用した情報提示技術．90° システム 広告の提示原理イメージ図．
上記の 3 つの過程のうち，自ら創作する過程を経ることが 難しかった．参加者が自らの創作物から発見をすること は，学びの根拠を自身で創作することであり，発見による 学びがより身近なものになると考えられる． ここでは，錯視を使って創作する過程を含み，その後に 知覚法則について考え，学ぶ場をもつワークショップを紹 介する8）．このワークショップでは，錯視パターンを印刷 したシールを用意し，それを図 3 のようにブロックに貼り 付け，そのブロックで何らかの立体物を創作する．創作過 程においては，自身の手でパターンを組み合わせた瞬間に 錯視効果が生じ，錯視による模様と物理的に存在する物体 の凹凸が入り混じり，予想もしなかった模様が浮かび上が る．立体物を創作した後には，シールによる立体物の質感 の変化や，自身の創作物と他者の創作物を比較，観察し， 何らかの見えの法則性を発見する試みを行う．このワーク ショップは，二次元的な印刷媒体の錯視ではなく，現実世 界の風景の中にある錯視を自分の手で作り上げ，観察する ものであり，知覚に対する体験的な理解へ繋がるものと考 えられる．なお，このワークショップはこれまでに，2009 年 3 月 29 日（日本科学未来館），2009 年 7 月 22 日（種子島） の 2 回が開催されている． 本稿では，錯視の情報提示技術，創作体験型学習への応 用について述べた．錯視は社会や個人個人の生活を豊かに するツールとして利用されている．そして，今後は，社会 生活のなかでの新たな発見が錯視研究へフィードバックさ れていくような循環を作ることが重要となるであろう． 最後に，本稿を執筆するにあたり，挿絵を作成していた だいた草地映介氏，記述内容について示唆に富んだアドバ イスをいただいた丸谷和史氏（NTT コミュニケーション 科学基礎研究所），ワークショップの写真を快く提供いた だいた大谷智子氏（東京大学）に，この場をお借りして深 く御礼申し上げる． 文 献 1） 安藤英由樹 // 渡邊淳司：“メディアラボ第 5 期展示「感覚回路 採集図鑑」（2009 年 10 月 6 日∼2010 年 3 月 1 日開催）”，Me ＋Sci 2009 年 9 月号（日本科学未来館，2009）． 2） 竹内龍人：“特集 だまされる脳”，子供の科学，2009 年 4 月 号 （誠文堂新光社，2009）. 3） 北岡明佳：人はなぜ錯視にだまされるのか？─トリック・ア イズ メカニズム─ （カンゼン，2008）. 4） 堺 浩之，臼井支朗：“視覚研究のデジタル・アーカイブ： Visiome Platform”，Vision, 18 （2009） 29―32; http://visiome. neuroinf.jp/
5） J. Watanabe, A. Noritake, T. Maeda, S. Tachi and S. Nishida: “Perisaccadic perception of continuous flickers,” Vis. Res., 45 （2005） 413―430.
6） S. Nishida: “Motion-based analysis of spatial patterns by the hu-man visual system,” Cur. Biol., 14 （2004） 830―839.
7） S. Nishida, J. Watanabe, I. Kuriki and T. Tokimoto: “Human brain integrates colour signals along motion trajectory,” Cur. Biol., 17 （2007） 366―372. 8） 大谷智子：“∞のこどもたちオープンラボ in 種子島”，映像情 報メディア学会誌，63 （2009） 1390―1393. 参考 URL （いずれも 2009 年 9 月 10 日現在） ＊1 静岡科学館る・く・る http://www.rukuru.jp/ ＊2 高尾山トリックアート美術館 http://www.trickart.jp/ ＊3 北岡明佳の錯視のページ http://www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka ＊4 Illusion Forum http://www.brl.ntt.co.jp/IllusionForum/ ＊5 Victor Vasarely http://www.vasarely.com/ ＊6 J リーグ公式サイト http://www.j-league.or.jp/ （90° システ ム広告のニュースリリースを参照） ＊7 渡邊淳司 http://www.junji.org/saccade/ ＊8 アビックス（株） http://www.avix.co.jp/ ＊9 （株）コマデン http://www.komaden.co.jp/ ＊10 Bill Bell http://www.subliminaryartworks.com/ （2009 年 10 月 28 日受理） 101（37） 39 巻 2 号（2010） 図 3 ワークショップで使用された錯視ブロック．左 から陰影による凸凹錯視，主観的輪郭，カフェウォー ル錯視のブロック．
